Новая
Экономика
Потребления
ЦИФРОВАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
Обозримое будущее человечества – это цифровое будущее и это бесспорно, одним из его атрибутов будет технология Блокчейна, которой и посвящена данная статья авторов Концепции НЭП2020, где дано оригинальное описание технологии в популярном изложении.
БЛОКЧЕЙН
Блокчейн (цепь из Блоков) – данный термин определяет компьютерную базу данных, организованную и наполняемую определенным образом, через связанную последовательность Блоков. Блок – это основной элемент Блокчейна, в котором размещаются и хранятся данные. Каждый Блок уникален и занимает неизменное место между двумя другими Блоками. Все Блоки выстроены в хронологическую цепь, у которой есть первый Блок и последний, за которым постоянно выстраивается следующий вновь созданный Блок. Аппаратно-программное обеспечение для создания Блоков и их размещения в Блокчейне, предоставляется Майнерами Блокчейна. Также каждый из Майнеров осуществляет хранения реплики Блокчейна на своем компьютере.
Несмотря на то, что Блокчейн воспринимается, в первую очередь, как технология, которая обеспечила появление и существования такого непростого явления как Криптовалюта, ничего сложного для понимания принятой в Блокчейне организации добавления и хранения информации нет. Представим караван, где каждый верблюд (кроме первого) привязан к верблюду, идущему впереди, тогда верблюд – это Блок, а веревка – это связь Блоков.
Для понимания Блокчейна, как технологии, следует получить понимание, что такое Хеш. Сразу укажем, что Хеш, как результат хеширования, как раз и связывает Блоки между собой. В примере с караваном, это та самая веревка, которая привязывает одного верблюда к другому. Правда каждая веревка уникальна и является частью верблюда, отчего он и сам становится уникальным.
Прежде чем продолжить, следует получить понимание о цифровой информации. Не вдаваясь в определение, что такое информация, пойдем от обратного, будем считать информацией все, что можно оцифровать, то есть закодировать для передачи, обработки, хранения и последующего декодирования. Опять, обратимся к примеру, так музыкальное произведение – это информация, ноты – это код данного произведения. Музыкальное произведения можно представить и в другом коде - цифровом, который понятен устройствам, которые такой код используют в своей работе. Такими устройствами мы пользуемся, в общем-то каждый день.
Хеш – ключевое понятие в криптографии. Само слово может означать, в зависимости от контекста, две вещи: функцию хеширования или результат выполнения такой функции. Хеширование – это исполнение (в классическом понимании) криптографического алгоритма обработки цифрового объекта с целью получения его Хеша – уникального цифрового кода определенного размера. Хеширование, как хеш-функция, это математический алгоритм, который принимает на входе любой массив данных (текст, картинка, двоичный код и т.д.) произвольного размера и генерирует из него последовательность, например, букв и цифр, фиксированной длины. Хеширование представляется как свёртка данных в уникальный расчетный Хеш. Причина появления и существования Хеша – это возможность оперировать данными определенного размера, которые однозначно соответствуют объекту.
Для понимания, что такое Хеш и хеширование, рассмотрим его реализацию на следующем примере. Возьмем два десятка текстовых файлов различного содержания и объема. Каждое слово в каждом тексте каждого документа представим в виде числа, которое соответствует количеству знаков в слове. Все числа на каждой странице сложим и каждый полученный результат умножим на 12-ое число Фибоначчи (из числового ряда Фибоначчи), от каждого полученного значения оставим первые 32 знака, это и будет уникальный Хеш, для каждого из двадцати документов. На практике алгоритмы сложнее, а вероятность получения одинакового Хеша стремится к нулю. Во всяком случае, применяемые сегодня алгоритмы не позволяют создать одинаковый Хеш, до момента окончания жизни, например Солнечной системы, а жизни самого Блокчейна и подавно.
В изложенном примере Хеш однозначно определяет документ и его содержание. Практическое использование хеширования, позволяет решать множество задач в современном цифровом мире. Например, защита авторского права. Допустим, что сведения о каждом произведении, после его оцифровки и хеширования размещаются в общедоступную базу данных. В случае, если злоумышленник желает, например, предложить "свою" книгу издателю, тот получает Хеш текста произведения и сверяет его с Хешами в БД и отказывает "автору". На самом деле это не даст защиту авторства, так как злоумышленнику достаточно удалить одну букву из текста и его Хеш станет совершенно другим. Но для неизменяемых объектов, такое использование Хеша весьма актуально и полезно.
Как это работает на примере. Один человек, обращается с просьбой к своему знакомому отправляющемуся в поездку, передать пакет своему родственнику в другом городе и получить от него вознаграждение. Пассажир во время следования, аккуратно вскрывает пакет и обнаруживает в нем письмо и деньги. Текст письма содержит указание на сумму, которая отправлена в пакете. В конце письма указана некая последовательность чисел. Знакомый оказывается вором, и переписывает письмо в точности, но указывает меньшую сумму, а разницу оставляет себе. Родственник, вскрывает пакет, читает письмо и пересчитывает сумму, посыльный не волнуется и ждет свой гонорар. Родственник просит его обождать, производит оцифровку текста письма, используя алгоритм, который аналогичен тому, который использовал его родственник. Сверяя свой результат и число в конце письма, сообщает посыльному, что он вор.
Данный пример показывает как на практике, можно использовать Хеш для определения достоверности полученной информации. С помощью Хеш-функции создается Хеш объекта, различными каналами связи, сам объект и его Хеш отправляется адресату. Адресат, используя аналогичную Хеш-функцию, создает Хеш полученного объекта и сравнивает свой Хеш с Хешем, полученным от отправителя, они должны совпасть.
Теперь возьмем пример, который ближе к пониманию Блокчейна. Так называемая цепочка данных - линейно организованная последовательность информации, существовала всегда и везде, где это было удобно. Наглядным примером Блокчейна, является календарь или обыкновенная книга, в современном мире, уже необходимо добавлять, бумажная. Если книгу мы примем за Блокчейн, тогда текст на каждой странице – это Блок, у которого есть свой уникальный идентификатор – номер страницы. Таким образом, все страницы связаны между собой в цепочку с определенной последовательностью, через нумерацию. Если мы вместо номера страницы укажем Хеш предыдущей страницы этой книги, мы получим Блокчейн. Для понимания логики Блокчейна, следует указать, что Хеш предыдущей страницы, включает все ее содержание, в том числе и обязательно, Хеш предыдущей. То есть, объект хеширования – это сам текст страницы + Хеш предыдущей страницы.
Переместить Блок в Блокчейне на другое место, также невозможно, как и страницу в книге, так как есть принятые и выполняемые всеми правила и смысл их исполнения. Также невозможно заменить Блок на другой, а в нашем примере, вставить вместо оригинальной страницы, страницу из другой книги, у которой (книги) другое название, автор, год написания, год издания, само издательство, тираж, дата подписания в тираж, стоимость, формат, язык и т.д. Пример с книгой дает понимание причины такой невозможности, так как "номер" Блока зашифрован определенным сложным криптографическим алгоритмом и уникален настолько, что попадание Блока в цепь с аналогичным "номером" может произойти в тот день, который удален от сегодняшнего дня настолько, что самого Блокчейна уже не будет, не будет и людей на Земле, и самой Земли, и Солнца. Кроме этого, для интеграции фальшивого Блока, надо изменить его идентификацию в предыдущем и в последующем Блоке, то есть заменить и их, а соответственно и все другие, что невозможно по определению, так как это будет уже другой Блокчейн.
Теперь рассмотрим Блокчейн с хешированием на примере многотомного издания бесконечного произведения – летопись человечества. Один год истории, это один Том. Один Том – это один Блок. Обработанное содержание Блока – это его Хеш, который и есть название этого Блока, и тома соответственно. В начале текста у каждого Тома указан Хеш предыдущего Тома. Окончание текущего года, завершится созданием очередного Тома в истории человечества, генерацией его Хеша и помещением Тома-Блока в хронологическую последовательность истории человека на Земле.
Изложенное выше, дает понимание, что такое Хеш и как организованы данные в Блокчейне. Классический Блокчейн Криптовалюты требует присутствия Майнеров, которые обеспечивают его существование, через подтверждение содержания Блоков и их размещение в цепи. Вернемся к примеру, когда в качестве Блока, выступает книга, в которой страницы это записи, которые сделали пользователи Блокчейна и просят майнеров зафиксировать свои записи в этом Блоке НАВСЕГДА за вознаграждение.
Каждый из Майнеров представляет собой программно-аппаратный комплекс под управлением условно человека, и каждый такой Майнер, получает предложение по проверке и включению Блока в Блокчейн. У каждого Блока есть стоимость, которая зависит от нескольких параметров, но она есть и объявлена всем Майнерам. Деятельность Майнера, достаточно затратная работа и поэтому каждый из них принимает самостоятельное решение, брать в работу Блок или не брать, ориентируясь в первую очередь от размера предлагаемого вознаграждения. Принятый каким-то одним майнером Блок в работу, им проверяется на соответствие и достоверность, заверяется и направляется ВСЕМ другим Майнерам для подтверждения. В случае, если все другие Майнеры подтвердили истинность данного Блока, он включается в цепочку и занимает в ней свое место навсегда.
Вернемся к примеру с книгой. Представим, что в каждую библиотеку рассылаются идентичные экземпляры новых книг, каждый библиотекарь выбирает одну из своего комплекта, читает, принимает решение, что данной книгой можно пополнить библиотечный фонд каждой библиотеки, и сообщает о своем решении другим библиотекарям, которые ОБЯЗАНЫ подтвердить или опровергнуть такое решение. Если решение принято всеми, книги, из каждого комплекта, отправляются библиотекарями на полки в каждой библиотеке, сведения о книге заносятся в одинаковый у всех реестр, а библиотекарь, который обеспечил появление книги во всех библиотеках, получил вознаграждение за выполненную работу, например от автора. Майнер похож на библиотекаря, который занимается только укомплектованием библиотеки и только хорошими книгами.
Технология Блокчейн – предусматривает одноранговую компьютерную сеть, то есть такую, в которой нет ни главного, ни подчиненного элемента, где все, кто обеспечивает существование и функционирование компьютерной сети - равны. Здесь уместно сравнение с огромным магазином, где нет никого главнее продавца, и вообще нет никакого другого персонала. Теперь представим, что запись в Блоке – это товарный чек. В конце рабочего дня, каждый продавец, составляет Блок из всех своих чеков и направляет экземпляр своего Блока всем другим продавцам магазина. Остальные продавцы, в свою очередь, поступают также со своими чеками. Таким образом, каждый из продавцов хранит и имеет в своем распоряжении, дубликаты всех проведенных и задокументированных операций за день от всех продавцов. И если вдруг появляется продавец, который при подсчете выручки обнаружил нехватку денег, и решил удалить один чек из своего Блока, чтобы укрыть недостачу, его легко найти при суммировании общей выручки магазина. Все продавцы достают его Блок и проверяют его утверждение на достоверность, то есть сравнивают содержание его отчета (Блока) и полученную от него сумму. Также легко проверить появление ложного продавца, который сообщает о существовании в Блокчейне "своего" Блока, пытаясь достичь какой-то своей меркантильной цели.
Сочетание указанных особенностей Блокчейна, дает уникальную возможность использования данной технологии в различных сферах человеческой деятельности. Данные размещенные в Блокчейне невозможно удалить, подменить и потерять, так как пользователю Блокчена нет возможности "договориться" со всеми Майнерами и даже определить сколько их и где они расположены. Еще одной замечательной особенностью Блокчейна, является то, что размещенные данные на Блокчейне всегда доступны и открыты, то есть что-либо скрыть или обмануть нет возможности.
Блокчейн имеет уникальное, на сегодняшний день, сочетание особенностей своего существования: независимость, открытость, достоверность, доступность. Никто не оплачивает существование Блокчейна, он существует у каждого из Майнеров и за их счет, который наполняется вознаграждениями от пользователей. Набор алгоритмов Блокчейна, позволяет обеспечить присутствие в нем достоверных сведений от его пользователей, где каждый из них не доверяет никому и всем сразу. Также не доверяют друг другу и Майнеры, которые проверяют себя и всех, но только с целью безупречного существования Блокчейна.
Уникальность цифрового Блокчейна в том, что он может размещать в своих Блоках все, что можно оцифровать, поэтому у Блокчейнов определенно большое будущее. Так в настоящее время на криптовалютных Блокчейнах, можно размещать, так называемые Смарт-контракты, в которых прописанные условия неизменны по изложенным выше причинам.
Данная статья описывает Блокчейн, который работает и уже зарекомендовал себя, но является одним из возможных вариантов. Движение идет не только в сторону использования данной технологии, но и ее оптимизации, а равно поиску и созданию новых технологий безопасного хранения и использования информации.
Публикация
Правка
2020 ноябрь
2021 ноябрь
